2026年6月29日,Innoscience同步发布两款全GaN AC-DC电源参考设计:140W的INNDAD140C1与1kW的INNDAD1K0A1。两款“All GaN”设计在主功率回路中全部采用该公司的GaN器件,一举拓宽了覆盖的输出功率范围。

发布参考设计不只是技术展示。公开电路拓扑、元件选择和实测热数据,可压缩电源厂商的设计工时与认证成本;对Innoscience而言,这也是从设计上游推动自家器件导入的策略。

在60×60mm内实现140W:快充适配器的小型化竞争

PD3.1快充适配器市场持续比拼在维持输出的同时如何缩小、减薄机身。INNDAD140C1给出的答案是60×60×20mm PCBA尺寸和31.86W/in³功率密度。其支持90–264Vac输入,以PFC加AHB(非对称半桥)拓扑实现最高28V/5A(140W)输出;PFC开关频率为140kHz,AHB为130kHz。

解读转换效率时需注意输入电压条件。96.21%的峰值在264Vac下测得;对日本常见的100V系统而言,90Vac时的94.25%更接近实际性能。即使如此,94%区间仍明显高于中端硅方案,是迁移至GaN的实际动力。

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图表显示,输入电压越低,效率提升的余量越小。面向全球销售的产品规格书应明确效率数值所依据的输入电压条件。

在量产认证方面,该设计已确认符合EN55022 EMI标准。实测热评估中,PFC电感最高92.1°C、变压器81.1°C,显示出均衡的散热。附带已验证EMI合规和实测数据的参考设计,可直接成为希望压缩认证工时的OEM和ODM的原型起点。

以1kW进入SiC的核心战场

1kW级工业电源一直是SiC在性能上占优的领域。Innoscience的INNDAD1K0A1以无桥图腾柱PFC加高频LLC(200–600kHz)拓扑切入,采用143×70×27mm PCBA实现97.1%峰值转换效率和60.6W/in³功率密度。

与140W设计的功率密度差异值得关注。

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1kW设计能达到约1.9倍功率密度的原因之一,是LLC的宽频运行。200–600kHz可缩小无源器件,但也带来开关损耗问题。GaN相较硅具有更低的开关损耗,因此能在此频段留有更大运行余量;若无法实现该频段的可靠运行,就无法达到60.6W/in³。

输出电压为36–54.6V(标准48V),主要面向机器人、电动摩托车车载充电器和通信设备。其输入功率存在重要限制:90–176Vac时最高500W,只有176–264Vac时才支持完整1kW。单板覆盖全球100V和200V系统提高了设计合理性,但100V系统输出上限减半应写入面向全球工业设备的采购规格。

降低导入门槛:封装兼容与集成电流检测

迁移至GaN时,设计团队首先面对的问题是现有PCB布局能复用多少。Innoscience提供了两个具体回答。

第一是用于1kW设计同步整流级的低压GaN器件INN150EB022EAD的封装兼容性。其EN-FCLGA 5×6封装与现有DFN5×6硅MOSFET引脚兼容,无需大幅改变PCB布局和热设计即可替换为GaN。由于工作频率和热分布会变化,它并非简单替换即可最佳运行;但验证并优化既有板卡,与从零开始设计相比,开发工时差异很大。能否保留既有板卡和模具投入,可能影响对成本敏感厂商的导入决策。

第二是140W设计PFC级所用700V GaN器件ISG6117TM的集成电流检测。这款TO252-4L、导通电阻210mΩ器件采用集成无损电流检测电路的共封装设计。取消外置电阻可直接减少BOM和安装面积,也有助于提升90Vac下的效率。

双产品同步推出所反映的策略与设计导入判断轴

INNDAD140C1 / INNDAD1K0A1设计比较
01

拓扑

140W:PFC加AHB(非对称半桥)/ 1kW:无桥图腾柱PFC加高频LLC(200–600kHz)

02

效率与功率密度

140W:峰值96.21%、31.86W/in³ / 1kW:峰值97.1%、60.6W/in³。两者主功率回路均仅采用该公司的GaN器件。

03

目标应用

140W:笔记本电脑和游戏机的PD3.1快充 / 1kW:机器人、电动摩托车和通信设备的中大功率应用

04

迁移支持

140W:公开EN55022 EMI合规及实测热评估 / 1kW:DFN5×6硅MOSFET兼容封装与全球单一设计

同步发布140W和1kW设计,可迅速建立从消费级小型充电到工业中大功率的参考设计组合,降低客户的设计导入门槛。尽管面临ITC裁定带来的地缘政治风险——因Infineon案件而被禁止进口和销售至美国——Innoscience仍在积极扩大亚洲和欧洲市场的GaN采用。

参考设计本身并非量产规格,仍需与企业的输入电压要求、输出规格和散热环境相核对。不过,已公开的EMI合格基准与实测热数据可大幅缩短评估阶段。如何运用封装兼容、集成电流检测等降低迁移成本的设计,可能成为决定GaN导入速度的一个关键轴。

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